Sonntag, 21. September 2014

Dinge die mir zu Schaffen machen

Es gibt bis jetzt immer noch Dinge die ich noch nicht verstanden, bzw. die mir immer wieder Probleme machen.

Das Druckobjekt biegt sich auf

Eigentlich bei allen Objekten mit einer größeren flachen Grundfläche verbiegt sich das Plastik (bei mir PLA) nach oben. Liegt das Objekt noch am Druckbett so schaut es für mich nicht so aus, als würde nicht am blauen Tape haften, aber nehme ich es ab (das Objekt ist dann maximal 30°C warm) dann beginnt die Verformung.
Das sollte eigentlich eine gerade Fläche sein (Raspberry PI B+ Case von Thingiverse) aber man sieht gut dass sich die Ecke hebt.

Der erste Layer klappt nicht

Wie beim Hausbau, stimmt das Fundament nicht, hat man beim restlichen Hausbau Probleme. Beim 3D Druck ist es nicht anders, stimmt die erste Schicht, dann ist der Rest nur mehr eine Frage der Zeit.
Ich verwende zwar das Auto Bed Leveling in Marlin aber dennoch scheint mir, dass sich das Hotend im Bereich von +/- 0.2mm verändert. Vielleicht liegt das auch an der Temperatur oder anderen Einflüssen die ich noch nicht erkannt habe.
Meine Vorgehensweise ist derzeit wie folgt
  • Homing mittels G28, dabei bleibt das Hotend in der Mitte stehen.
  • Ich notiere die aktuelle Position wie sie mit M114 angezeigt wird
  • Dann fahre ich mit Pronterface das Hotend in 0.1mm Schritten nach oben und test ob ein Blatt Papier darunterpasst
  • komme ich mit dem Blatt Papier unter das Hotend notiere ich die aktuelle Position mittels M114.
  • Die Differenz der beiden Z Positionen gebe ich in Slic3r als quasi Z-Offset als Custom G-Code mit ein.
G91 ; relative mode
G01 Z1.00; bed a tiny amount down
G90 ; absolute mode
G92 Z0 ; set actual z position to zero


Damit habe ich bisher recht gute Erfahrungen gemacht, aber der erste Layer bleibt immer noch spannend.
Ist das Hotend zu tief, zerreißt es das blaue Tape, ist es zu hoch klebt die erste Schicht nicht richtig und der zweite Layer haftet um so weniger ...

Fallbeispiel E3D V5 PLA Stau bei längerem Drucken

Ich hatte immer mal wieder das Problem, dass bei Ausdrucken die über eine Stunde dauerten mein Hotend verstopfte und der restliche Ausdruck nicht mehr zu gebrauchen war. Ärgerlich weil ich solche Ausdrucke ganz gerne über Nacht mache und den Fehler dann erst am nächsten Tag zu sehen bekomme.
Der Extruder-Block dauert auf meinem Drucker ca. 2:40 ich denke das Probleme hat so nach der Hälfte begonnen und der Drucker hat nur mehr sporadisch Plastik gedruckt.
Meine Recherchen ergaben dann, dass einige Personen mit meinem Hotend E3D V5 anscheinend dasselbe Problem hatten wie ich. Nach einigen Threads im Forum waren folgende mögliche Ursachen zu finden:
  • Das E3D V5 könnte defekt sein - Unwahrscheinlich
  • Die Temperatur ist zu hoch oder zu nieder - warum funktioniert aber alles bis zu einer Dauer von ca. 1h
  • Das PLA könnte Schwankungen im Durchmesser haben und deshalb blockieren
  • Das PLA könnte Veschmutzungen haben
  • Der Extruder könnte rutschen oder Schritte auslassen
  • Ich drucke zu schnell, sodass das PLA nicht schnell genug erhitzt wird
  • Der Heatbreak wird mit der Zeit zu heiß
Zum letzten Punkt muss ich gestehen, dass ich eine Änderung zur E3D V5 Konstruktion vorgenommen habe.
Der Lüfterhalter der bei der Lieferung dabei war, war mit irgendwie zu wackelig und ich wollte da eine bessere Konstruktion, welche ich im Internet auch fand.
Links das Original das einfach über den Kühlkörper gesteckt wird, rechts die vermeintliche Verbesserung bei der das Lüfterhalter am Grovermount befestigt ist.
Der Nachteil an der Modifikation ist, dass der Lüfter nicht bis zur untersten Rille des Kühlkörpers reicht. Mit längerer Laufzeit erwärmt sich der Kühlörper dann von unten immer mehr und das PLA beginnt noch vor dem Heatblock zu schmelzen und zu verstopfen.

Lösung

Ich wurde auf der Seite blog.reprap-india.com fündig und habe mir die dort genannten STL Files heruntergeladen und gedruckt. Glücklicherweise waren diese beiden Teile nur knapp über einer Stunde Druckzeit.
Jetzt ist der Lüfter so tief wie möglich am Kühlkörper platziert, und einen anschraubbaren Lüfter für die Kühlung von PLA bietet die neue Konstruktion auch glaich noch dazu.

Conclusio

Als Nagelprobe habe ich danach gleich den Extruder gedruckt, der mir immer soviele Probleme machte und eigentlich konstant nie gedruckt wurde. Zu meiner Freude hat alles nach ca. 2:40 geklappt.
Selber Schuld, aber dadurch habe ich über die Funktion des Hotend einiges lernen können.



Fallbeispiel schlecht eingestellter Drucker

An einem Bastel Sommertag war es nun endlich soweit, dass ich mich meinem Eigenbau 3D Drucker etwas länger und genauer widmen konnte. Leider war das Gerät zu dieser Zeit schlecht eingestellt, und aufgrund der oft nur schnellen Änderungen und wenig Zeit das ganze systematisch anzugehen, wusste ich auch gar nicht mehr ganz genau warum dem so war.

Testobjekt 1

Dauer : 18:06
Dimension : 20.6 x 20.7 x 11.8
Eindruck:
Es schaut so aus als würde der Drucker viel zuviel Plastik verwenden. Der Wechsel in der Z Achse wird immer an derselben Stelle durchgeführt, das führt auch dazu dass sich immer an der Ecke etwas mehr Plastik ansammelt.

Änderungen in Slic3r:
Perimeter seam position auf random

Testobject 2

Dauer : 18:12
Dimension : 20.8 x 20.8 x 11
Eindruck:
Immer noch zuviel Plastik
Änderungen in Slic3r:
Extrusion Multipliervon 1.3  auf 1.2

Testobject 3

Failed, das wird wohl nichts den Druck habe ich abgebrochen, das Hotend wandert eigentlich nur durchs Plastik, obwohl ich den Multiplikator gerade erst verringert habe.

Was war denn nun los, eigentlich sollte der Drucker weniger Plastik drucken, bei dem Druck sah es aber gerade so aus, als ob noch mehr Plastik gedruckt werden würde.

Nach mehreren Versuchen, PID Einstellungen weil ich dachte es stimmt etwas mit der Temperatur  nicht, Kalibrierung der Z Achse, weil ich dachte der Drucker fährt vielleicht einfach je Schicht nicht genug nach oben, kam ich dem Fehler auf der Spur.

Das Zahnrad am Extruder Stepper war nicht fest genug und rutsche zufällig einmal mehr einmal weniger durch und verursachte somit eine unregelmäßige Plastikzufuhr. Beim ersten Objekt hatte ich einfach noch Glück im Unglück.
Der entscheidende Hinwei war ein leises quietschen das durch das Rutschen der Welle im Plastikzahnrad verursacht wurde.

Nach folgenden Änderungen/Arbeiten
  • Z-Kalibrierung (Wert 4000, weil M5 Gewindestange)
  • PID Autotuning (Kp=24.45 Ki=1.32 Kd=113.37)
  • Speed Einstellung (
  • Justierung der Y-Achse, weil der Gurtzug etwas quietschte
  • und Fixierung des Zahnrads am Extruder Stepper
  • Y-Achse genau 90° zum Rahmen ausgerichtet (ansonsten werden die Objekte schief)

waren die Objekte dann soweit konstant, dass es eigentlich nur mehr um die Feineinstellung ging.

Testobjekt 10

Dauer : 17:53
Dimensionen : 20.2 x 20.2 x 10.2
Extrusion Multiplier : 0.95
First and last Layer : concentric Infill pattern
other layers : rectlinear infill pattern

Und das schaut nach den vielen Fehlversuchen (4-9) doch recht passabel aus.
Bei genauerer Betrachtung verwende ich hier aber immer noch zuviel Plastik

Testobjekt 17

Dauer : 18:38
Dimensionen : 20.0 x 20.2 x 10.0
Extrusion Multiplier : 0.85
First Layer Height : 50%
Mit diesem Objekt bin doch vorerst zufrieden, bedenkt man wie der Druck noch vor einigen Stunden eingestellt war.

Conclusio

Aus dem ganzen Beispiel ziehe ich folgende Schlüsse
  • Zahnräder auf den Steppermotoren müssen fix sein, das scheint sich bei meinem mit der Zeit etwas gelockert zu haben
  • Man sollte periodisch immer wieder man einen Kalibirierungsblock drucken um sucher zu stellen, dass der Drucker noch richtig eingestellt ist.
  • Alle beweglichen Teile müssen leichtgängig sein
  • Die Riemenzüge müssen gerade liegen ein Winkel zwischen Antrieb und Idler führt dazu, dass der Riemen immer an einer Seite streift und sich abnützt.
  • Die Motorkupplungen der Z-Achse müssen fest sein
  • Der Abstand der X-Achse zum Druckbett muss links und rechts immer derselbe sein, bei mir ergeben sich nach längerer Zeit geringfügige Abweichungen
  • Beim testen sollte ich mir das Slic3r Konfigurationsfile und den damit generierten GCode speichern, damit jede Änderung auch dokumentiert ist
  • Je fester und stabiler der Rahmen und die Verbindungen, desto besser ist auch das damit zu erzielende Ergebnis. Meine Alu Führungsstangen sind im Vergleich zu den Edelstahlstangen nicht so stabil, biegen sich leichter, und die M8 Lager haben etwas Spiel darauf.